CN103145171B - 一种Cu2O实心微球的制备方法 - Google Patents
一种Cu2O实心微球的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103145171B CN103145171B CN201310087415.2A CN201310087415A CN103145171B CN 103145171 B CN103145171 B CN 103145171B CN 201310087415 A CN201310087415 A CN 201310087415A CN 103145171 B CN103145171 B CN 103145171B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- cu2o
- microsphere
- solid
- sds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明涉及一种Cu2O实心微球的制备方法，它有六大步骤。其基本方式是采用水浴法进行制备，通过在制备过程中控制盐酸羟胺(NH2OH·HCl)和十二烷基硫酸钠(SDS)的添加量，获得大小均一并且具有不同表面特征的Cu2O实心微球。Cu2O实心微球的表面特征影响其光催化性能，表面的纳米孔结构能显著提高其光催化性能。本发明使SDS表面活性剂在水浴过程中能均匀统一的排列成球状胶束，并在整个Cu2O的形核过程中作为软模板，调控实心结构的Cu2O微球的形成。它在材料、环境和新能源等技术领域里具有较好的实用价值和广阔地应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种Cu2O实心微球的制备方法。它能使Cu2O实心微球具有表面纳米孔结构，可以显著提高Cu2O微球的光催化性能，属于材料、环境和新能源等技术领域。
背景技术
20世纪人类社会经济高速发展的同时也出现了环境污染、能源短缺、生态破坏等一系列重大问题。光催化材料的开发与研究正逐渐在能源转换以及环境保护领域中已经引起人们的广泛关注，其应用市场也正在逐步形成。Cu2O是近几年被许多专家认可的有望成为继TiO2之后能使用的潜在新材料，是一种极具开发前景的绿色环保光催化剂。Cu2O晶体的性质影响着其物理化学性能，并且进一步决定着其在太阳能电池、气敏材料、传感器材料、锂离子电池材料以及光催化材料方面的应用。
目前，形貌、大小以及结构均可控的Cu2O晶体的合成越来越引起人们的重视。近来，Cu2O晶体的多种形貌已经通过各种物理和化学方法合成，形貌的影响因素正在被广泛研究。例如：Cu2O立方晶体的边长可以通过改变表面活性剂的浓度来调控，Cu2O立方晶体到菱方十二面体的转变可以通过油酸的选择性吸附来实现，Cu2O纳米线可以通过选择不同的有机物作为还原剂来获得，Cu2O纳米立方晶体到中空纳米立方晶体的转变可以通过熟化时间来控制。但是，大小均一的Cu2O实心微球的可控合成还并未实现。
本专利申请发明了一种通过水浴法，可以简单合成大小和形貌均一的Cu2O实心微球。选择盐酸羟胺(NH2OH·HCl)作为还原剂，十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂，并且通过控制两者的相对添加量可以使Cu2O实心微球具有不同表面结构特征。
发明内容
1、目的：本发明的目的在于提供一种Cu2O实心微球的制备方法，它是一种能够可控合成形貌和大小均一的Cu2O实心微球的制备方法。这种方法简便易行，且能够获得具有不同表面结构的Cu2O微球，这种独特的表面纳米孔结构能显著地提高Cu2O晶体的光催化性能。
2、本发明的技术解决方案：Cu2O实心微球的一种简单的水浴制备方法，具体如下：
首先，将配制好的前驱体CuCl2·2H2O的水溶液注入到反应容器中进行水浴，保温至32–34oC。然后对该溶液进行磁力搅拌，此时称量0.5-1.5g SDS添加至上述溶液中。继续进行搅拌，待SDS完全溶解后，加入1.8ml配制好的氢氧化钠水溶液，此时溶液呈淡蓝色。接着，将14-24ml配制好的NH2OH·HCl加入上述溶液中，继续搅拌20-24秒后，停止搅拌，只对该溶液进行水浴保温。随着保温时间的延长，溶液颜色会从蓝色转变为绿色，再由绿色转变为透明，最后，有橙黄色Cu2O粉末颗粒沉淀析出。保温结束后，将溶液离心，用去离子水和无水乙醇反复离心清洗沉淀数次后，将Cu2O颗粒分散在1mL的无水乙醇中保存备用。
综上所述，本发明一种Cu2O实心微球的制备方法，该方法具体步骤如下：
步骤一：将配制好的浓度为7mmol/L的前驱体CuCl2·2H2O水溶液注入到反应容器中，进行磁力搅拌，并水浴保温至32–34oC；
步骤二：向搅拌的溶液中加入0.5-1.5g十二烷基硫酸钠即SDS；
步骤三：待溶液混合均匀后，加入浓度为1.0mmol/L的氢氧化钠水溶液1.8毫升，继续搅拌；
步骤四：待溶液再次搅拌均匀后，加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液14-24毫升；
步骤五：继续搅拌20-24秒后，停止搅拌，只对该溶液进行水浴保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，用去离子水和无水乙醇反复离心清洗沉淀3-5次后，将Cu2O颗粒分散在1毫升的无水乙醇中保存备用。
3、本发明的优点是：使SDS表面活性剂在水浴过程中能均匀统一的排列成球状胶束，并在整个Cu2O的形核过程中作为软模板，调控实心结构的Cu2O微球的形成。合适的SDS的相对浓度，能使Cu2O微球表面形成均匀的纳米孔结构，进而提高Cu2O实心微球的光催化性能。
附图说明
图1为实施例1中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
图2为实施例2中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
图3为实施例3中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
图4为实施例4中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
图5为实施例1-4中所合成的Cu2O颗粒(a-d)光催化降解甲基橙的性能对比图.
图6为本发明的流程图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不仅限于下列实施例，应包括专利申请书中的全部内容。
见图6，本发明一种Cu2O实心微球的制备方法，该方法具体步骤如下：
实施例1
步骤一：向容积为100毫升的烧杯中注入浓度为7mmol/L的CuCl2水溶液74.2毫升，然后将烧杯置于33℃的水浴环境中，并对溶液进行搅拌；
步骤二：水浴保温一段时间后，向正在搅拌的溶液中加入SDS0.87g；
步骤三：待SDS完全溶解并且溶液搅拌均匀后，向溶液中加入浓度为1.0mmol/L的NaOH水溶液1.8毫升；
步骤四：向正在搅拌的上述溶液中继续加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液14毫升；
步骤五：搅拌24秒后，停止搅拌，对溶液继续进行保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，分别用去离子水和无水乙醇各离心清洗沉淀3遍后，将沉淀分散在1毫升的无水乙醇中保存。
图1为实施例1中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
实施例2
步骤一：向容积为100毫升的烧杯中注入浓度为7mmol/L的CuCl2水溶液74.2毫升，然后将烧杯置于33℃的水浴环境中，并对溶液进行搅拌；
步骤二：水浴保温一段时间后，向正在搅拌的溶液中加入SDS0.87g；
步骤三：待SDS完全溶解并且溶液搅拌均匀后，向溶液中加入浓度为1.0mmol/L的NaOH水溶液1.8毫升；
步骤四：向正在搅拌的上述溶液中继续加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液24毫升；
步骤五：搅拌24秒后，停止搅拌，对溶液继续进行保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，分别用去离子水和无水乙醇各离心清洗沉淀3遍后，将沉淀分散在1毫升的无水乙醇中保存。
图2为实施例2中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
实施例3
步骤一：向容积为100毫升的烧杯中注入浓度为7mmol/L的CuCl2水溶液74.2毫升，然后将烧杯置于33℃的水浴环境中，并对溶液进行搅拌；
步骤二：水浴保温一段时间后，向正在搅拌的溶液中加入SDS0.5g；
步骤三：待SDS完全溶解并且溶液搅拌均匀后，向溶液中加入浓度为1.0mmol/L的NaOH水溶液1.8毫升；
步骤四：向正在搅拌的上述溶液中继续加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液24mL；
步骤五：搅拌24秒后，停止搅拌，对溶液继续进行保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，分别用去离子水和无水乙醇各离心清洗沉淀3遍后，将沉淀分散在1毫升的无水乙醇中保存。
图3为实施例3中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
实施例4
步骤一：向容积为100毫升的烧杯中注入浓度为7mmol/L的CuCl2水溶液74.2毫升，然后将烧杯置于33℃的水浴环境中，并对溶液进行搅拌；
步骤二：水浴保温一段时间后，向正在搅拌的溶液中加入SDS1.5g；
步骤三：待SDS完全溶解并且溶液搅拌均匀后，向溶液中加入浓度为1.0mmol/L的NaOH水溶液1.8毫升；
步骤四：向正在搅拌的上述溶液中继续加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液24毫升；
步骤五：搅拌24秒后，停止搅拌，对溶液继续进行保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，分别用去离子水和无水乙醇各离心清洗沉淀3遍后，将沉淀分散在1毫升的无水乙醇中保存。
图4为实施例4中所合成的Cu2O颗粒的FE-SEM图谱.
综合实例1-4，说明了SDS和NH2OH·HCl的相对添加量影响着Cu2O实心微球的表面结构特征。
对实例1-4中的具有不同表面结构的Cu2O实心微球进行光催化性能测试。测试方法是，在氙灯下测试其对甲基橙染料水溶液的光催化降解性能。经分析测试发现，实例2中样品的光 催化降解性能最好。这说明Cu2O实心微球的光催化性能受其表面结构影响；而且，表面的纳米孔结构能显著提高Cu2O实心微球的光催化性能，见图5。
Claims (1)
1.一种Cu2O实心微球的制备方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤一：将配制好的浓度为7mmol/L的前驱体CuCl2·2H2O水溶液注入到反应容器中，进行磁力搅拌，并水浴保温至32–34℃；
步骤二：向搅拌的溶液中加入0.5-1.5克十二烷基硫酸钠即SDS；
步骤三：待溶液混合均匀后，加入浓度为1.0mmol/L的氢氧化钠水溶液1.8毫升，继续搅拌；
步骤四：待溶液再次搅拌均匀后，加入浓度为0.1mol/L的NH2OH·HCl水溶液14-24毫升；
步骤五：继续搅拌20-24秒后，停止搅拌，只对该溶液进行水浴保温；
步骤六：保温60分钟后，将溶液离心，用去离子水和无水乙醇反复离心清洗沉淀3-5次后，将Cu2O颗粒分散在1毫升的无水乙醇中保存备用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310087415.2A CN103145171B (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 一种Cu2O实心微球的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310087415.2A CN103145171B (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 一种Cu2O实心微球的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103145171A CN103145171A (zh) | 2013-06-12 |
| CN103145171B true CN103145171B (zh) | 2014-06-25 |
Family
ID=48543559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310087415.2A Expired - Fee Related CN103145171B (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 一种Cu2O实心微球的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103145171B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104772142B (zh) * | 2015-04-15 | 2017-06-06 | 绍兴文理学院 | 一种氧化亚铜/铜空心微球及其制备方法与应用 |
| CN105314669A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-02-10 | 重庆大学 | 还原法制备微纳米氧化亚铜空心多面体 |
| CN105561516B (zh) * | 2015-12-21 | 2019-05-24 | 郑州轻工业学院 | 可见光下CuCl纳米晶体光催化降解染料污染物的技术 |
| CN114762829A (zh) * | 2021-01-14 | 2022-07-19 | 天津理工大学 | 一种z型异质结光催化材料的简易制备方法 |
-
2013
- 2013-03-19 CN CN201310087415.2A patent/CN103145171B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Synthesis of Cu2O Nanocrystals from Cubic to Rhombic Dodecahedral Structures and Their Comparative Photocatalytic Activity";Wan-Chen Huang et al.;《JOURNAL OF THE AMERICAN CHENMICAL SOCIETY》;20111214;第1261-1267页 * |
| Wan-Chen Huang et al.."Synthesis of Cu2O Nanocrystals from Cubic to Rhombic Dodecahedral Structures and Their Comparative Photocatalytic Activity".《JOURNAL OF THE AMERICAN CHENMICAL SOCIETY》.2011,第1261-1267页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103145171A (zh) | 2013-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103145171B (zh) | 一种Cu2O实心微球的制备方法 | |
| CN107739058A (zh) | 自组装菱形花簇四氧化三钴纳米材料的制备方法及其产品和应用 | |
| CN106673051B (zh) | 一种氧化亚铜超级晶体材料的制备方法 | |
| CN108777302B (zh) | NiCo2O4及其制备方法及应用 | |
| CN105060351B (zh) | 一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料及其制备方法 | |
| CN103420414B (zh) | 溶剂热法制备三氧化二铋微米球及其应用 | |
| CN107640761B (zh) | 石墨烯/碳酸氢镍纳米立方体三维复合材料的制备方法及储能应用 | |
| CN109082267B (zh) | 一种添加二氧化锰颗粒改善正十八烷/聚苯乙烯相变微胶囊热性能的方法 | |
| CN105271307A (zh) | 一种普鲁士蓝衍生物Cd2[Fe(CN)6]纳米棒及其制备方法 | |
| CN105238349A (zh) | 一种Fe3O4-ZnO纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN107611380A (zh) | 一种氧化镍/立体结构石墨烯复合材料的制备方法 | |
| CN105329948A (zh) | 一种新型γ-MnOOH网状结构的制备方法 | |
| CN103183372A (zh) | 一种模板法固相制备纳米氧化锌的方法 | |
| CN105645371A (zh) | 纳米过渡金属磷酸盐的一步制备方法及其应用 | |
| CN110449597A (zh) | 一种链状铁纳米线及其制备方法 | |
| CN104944411A (zh) | 一种采用软模板制备纳米介孔碳微球的方法 | |
| CN102962470B (zh) | 常温下制备球形超细镍粉的方法 | |
| CN107098374B (zh) | 均匀分散的块状形貌碳酸铈晶体及其制备方法 | |
| CN107416899B (zh) | 一种纳米线α-Bi2O3粉末材料的制备方法 | |
| CN105271443A (zh) | 一种辅助微波加热制备纳米片状CoO、Co3O4的方法 | |
| CN108806995A (zh) | 一种g-C3N4@NiCo2O4核壳结构的制备方法 | |
| CN105576224B (zh) | 一种分级结构的板钛矿型氧化钛/石墨烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105198004B (zh) | 一种Fe3O4‑SnO2纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN109126802A (zh) | 一种二维多孔Co3O4-ZnO复合纳米片的制备方法 | |
| CN104419976A (zh) | 一种TiO2单晶及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140625 Termination date: 20210319 |